(57)【要約】【課題】信号帯域内に互いに異なる利得傾斜変化特性を有している場合であっても、確実に、かつ容易に利得傾斜補正を行う。【解決手段】光伝送路から入力した光信号から光信号を制御する制御信号をＢＰＦ１０５にて抽出し、光信号と光信号を励起する励起光とをＷＤＭカプラ１０３にて結合して光出力信号として出力し、光伝送路に配置されたＥＤＦと同一の信号帯域で動作するＥＤＦ１０２が伝送した光出力信号の信号レベルを可変減衰器１０９にて制御信号に基づいて減衰させ、可変減衰器１０９が信号レベルを減衰させた光出力信号の信号レベルが一定になるような励起光を励起部１１２からＷＤＭカプラ１０３へ出力し、光出力信号を分岐カプラ１１０から光伝送路へ出力する。【選択図】図１
2010165988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する光伝送路と接続された利得等化装置であって、
当該利得等化装置に入力した光信号から該光信号を制御する制御信号を抽出する帯域フィルタと、
前記光信号と、該光信号を励起する励起光とを結合して光出力信号として出力する結合部と、
前記光伝送路に配置されたＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）と同一の信号帯域で動作し、前記光出力信号を伝送するＥＤＦと、
前記ＥＤＦが伝送した光出力信号の信号レベルを前記制御信号に基づいて減衰させる可変減衰器と、
前記可変減衰器が信号レベルを減衰させた光出力信号の信号レベルが一定になるような前記励起光を前記結合部へ出力する励起部と、
前記光出力信号を前記光伝送路と前記励起部とへ分岐して出力する第１の分岐部とを有する利得等化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の利得等化装置において、
前記制御信号に基づいて、前記可変減衰器が減衰させる減衰度を算出し、該算出した減衰度を示す減衰度信号を前記可変減衰器へ出力する減衰器制御部を有し、
前記可変減衰器は、前記減衰器制御部が出力した減衰度信号に基づいて、前記光出力信号の信号レベルを減衰させることを特徴とする利得等化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の利得等化装置において、
前記減衰器制御部は、当該利得等化装置に入力した光信号の伝送特性が利得の増加する側へ変化している場合、前記可変減衰器の損失が小さくなるような減衰度を算出し、当該利得等化装置に入力した光信号の伝送特性が利得の減少する側へ変化している場合、前記可変減衰器の損失が大きくなるような減衰度を算出することを特徴とする利得等化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の利得等化装置において、
前記励起部は、
前記励起光を前記結合部へ出力するレーザーダイオードと、
前記光出力信号の信号レベルが一定になるように、前記レーザーダイオードへ前記励起光の出力を指示する励起制御部とを有することを特徴とする利得等化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の利得等化装置において、
当該利得等化装置に入力した光信号を前記結合部と前記帯域フィルタとに分岐して出力する第２の分岐部を有し、
前記帯域フィルタは、前記第２の分岐部が出力した光信号から前記制御信号を抽出し、
前記結合部は、前記第２の分岐部が出力した光信号と前記励起光とを結合して光出力信号として出力することを特徴とする利得等化装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の利得等化装置において、
ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムに用いられることを特徴とする利得等化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を伝送する光伝送路と接続された利得等化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光信号を増幅する利得デバイスの利得が波長に依存して変化する場合、この利得の波長依存性を補償するために利得等化装置が用いられる。
【０００３】
図２は、一般的な利得等化装置（可変型）の一形態を示す図である。
【０００４】
図２に示した利得等化装置１０００には、分岐カプラ１００１と、ＢＰＦ１００５と、ＰＤ１００６と、制御回路１００８と、利得等化デバイス１０１３とが設けられている。
【０００５】
図２に示した利得等化装置１０００において、光信号は分岐カプラ１００１より入力され、光信号の利得等化を行う利得等化デバイス１０１３を通過し、ここで利得等化された後、光伝送路へ出力される。
【０００６】
また、光信号は分岐カプラ１００１で分岐され、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１００５で特定波長に配置された制御（ＳＶ）信号が抽出される。そして、制御（ＳＶ）信号がＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ）１００６にて電気信号へ変換された後、制御回路１００８に入力する。制御回路１００８に入力した制御（ＳＶ）信号に基づいて、利得等化デバイス１０１３が制御される。
【０００７】
しかしながら、図２に示すような利得等化装置１０００に使用する利得等化デバイス１０１３においては、次のような課題がある。
【０００８】
近年急速に普及しているＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信においては、通信容量を大容量化とするために信号帯域の拡大化が進められている。
【０００９】
図３は、ＥＤＦＡ利得傾斜利得依存性を示す図である。
【００１０】
図３に示すように、光伝送路に挿入されるＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：エルビウム元素をコアに添加した光ファイバーによる光増幅器）の帯域特性は、ある波長を境に短波長側と長波長側とで利得変化に対する利得傾斜変化特性が異なる特性を有する。
【００１１】
ＷＤＭ等で帯域が拡大される前の信号帯域では、帯域に対する相対利得の傾斜変化が図３に示すように１種類のみである。しかし、ＷＤＭ等で帯域が拡大された後の信号帯域では、帯域に対する相対利得の傾斜変化が図３に示すように２種類となる。
【００１２】
図４は、利得等化デバイスの帯域特性を示す図である。
【００１３】
図４に示すように、全ての信号帯域に対して同じ利得傾斜変化特性を持つ信号帯域においては一般的な利得等化デバイスによって利得等化することができる。しかし、信号帯域拡大により複数の利得傾斜変化特性を持つ場合、一般的な利得等化デバイスでの利得等化は困難である。
【００１４】
そこで、ＷＤＭカプラやＥＤＦを多段に設けることにより、出力パワー変動特性に応じた利得補正を行うことができる装置が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−２９５１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に記載されたような光増幅器（利得等化装置）は、ＷＤＭカプラやＥＤＦの接続が多段に必要であり、その装置構成が複雑である。そのため、製造コストが高価になってしまい、また、装置全体の故障率が高くなってしまうという問題点がある。
【００１７】
本発明の目的は、上述した課題を解決する利得等化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の利得等化装置は、
光信号を伝送する光伝送路と接続された利得等化装置であって、
当該利得等化装置に入力した光信号から該光信号を制御する制御信号を抽出する帯域フィルタと、
前記光信号と、該光信号を励起する励起光とを結合して光出力信号として出力する結合部と、
前記光伝送路に配置されたＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）と同一の信号帯域で動作し、前記光出力信号を伝送するＥＤＦと、
前記ＥＤＦが伝送した光出力信号の信号レベルを前記制御信号に基づいて減衰させる可変減衰器と、
前記可変減衰器が信号レベルを減衰させた光出力信号の信号レベルが一定になるような前記励起光を前記結合部へ出力する励起部と、
前記光出力信号を前記光伝送路と前記励起部とへ分岐して出力する第１の分岐部とを有する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明においては、光伝送路から入力した光信号から光信号を制御する制御信号を帯域フィルタにて抽出し、光信号と光信号を励起する励起光とを結合部にて結合して光出力信号として出力し、光伝送路に配置されたＥＤＦと同一の信号帯域で動作するＥＤＦが伝送した光出力信号の信号レベルを可変減衰器にて制御信号に基づいて減衰させ、可変減衰器が信号レベルを減衰させた光出力信号の信号レベルが一定になるような励起光を励起部から結合部へ出力し、光出力信号を第１の分岐部から光伝送路へ出力する構成としたため、信号帯域内に互いに異なる利得傾斜変化特性を有している場合であっても、確実に、かつ容易に利得傾斜補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の利得等化装置の実施の一形態を示す図である。
【図２】一般的な利得等化装置（可変型）の一形態を示す図である。
【図３】ＥＤＦＡ利得傾斜利得依存性を示す図である。
【図４】利得等化デバイスの帯域特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の利得等化装置の実施の一形態を示す図である。
【００２３】
本形態は図１に示すように、利得等化装置１００に、分岐カプラ１０１，１１０と、ＥＤＦ１０２と、ＷＤＭカプラ１０３と、アイソレータ１０４と、ＢＰＦ１０５と、ＰＤ１０６と、制御回路１０８と、可変減衰器１０９と、励起部１１２とが設けられている。
【００２４】
分岐カプラ１０１は、光伝送路から利得等化装置１００に入力した光信号を、ＷＤＭカプラ１０３とＢＰＦ１０５とへ分岐して出力する第２の分岐部である。
【００２５】
ＷＤＭカプラ１０３は、分岐カプラ１０１から出力された光信号と、ＬＤ１０７から出力された励起光とを結合して光出力信号としてＥＤＦ１０２へ出力する結合部である。
【００２６】
ＥＤＦ１０２は、光伝送路に配置されたＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）と同一の信号帯域で動作するものであり、ＷＤＭカプラ１０３から出力された光出力信号を伝送する光ファイバーである。
【００２７】
可変減衰器１０９は、ＥＤＦ１０２が伝送した光出力信号の信号レベルを、制御回路１０８から出力された減衰度信号に基づいて減衰させる。また、可変減衰器１０９は、信号レベルを減衰させた光出力信号をアイソレータ１０４へ出力する。
【００２８】
アイソレータ１０４は、可変減衰器１０９から出力された光出力信号を分岐カプラ１１０へ透過させ、可変減衰器１０９への反射戻り光を防止する。
【００２９】
分岐カプラ１１０は、アイソレータ１０４で透過された光出力信号を、光伝送路と励起部１１２とへ出力する第１の分岐部である。
【００３０】
ＢＰＦ１０５は、分岐カプラ１０１から出力された光信号の中から特定の波長に配置された制御（ＳＶ）信号を抽出する帯域フィルタ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）である。また、ＢＰＦ１０５は、光信号から抽出した制御信号をＰＤ１０６へ出力する。この制御信号は、光信号を制御するための信号である。
【００３１】
ＰＤ１０６は、ＢＰＦ１０５から出力された制御信号を光信号から電気信号へ変換する光検出器（ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ）である。また、ＰＤ１０６は、電気信号へ変換した制御信号を制御回路１０８へ出力する。
【００３２】
制御回路１０８は、ＰＤ１０６から出力された制御信号に基づいて、可変減衰器１０９が信号レベルを減衰させる減衰度を制御する減衰器制御部である。制御回路１０８は、ＰＤ１０６から出力された制御信号に基づいて、可変減衰器１０９が減衰させる減衰度を算出し、算出した減衰度を示す減衰度信号を可変減衰器１０９へ出力する。
【００３３】
励起部１１２は、可変減衰器１０９によって信号レベルが減衰された光出力信号の信号レベルが一定になるような励起光をＷＤＭカプラ１０３へ出力する。
【００３４】
さらに、励起部１１２は、ＬＤ１０７と制御回路１１１とから構成されている。
【００３５】
制御回路１１１は、光出力信号の信号レベルが一定になるように、ＬＤ１０７へ励起光の出力を指示する励起制御部である。
【００３６】
ＬＤ１０７は、制御回路１１１の指示により励起光をＷＤＭカプラ１０３へ出力するレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏｄｅ）である。
【００３７】
以下に、図１に示した形態における動作について説明する。
【００３８】
光伝送路から利得等化装置１００へ入力された光信号は、分岐カプラ１０１の入力から分岐カプラ１１０の出力への経路を通過し、利得等化された後に光伝送路へ光出力信号として出力される。このとき、光信号は、ＬＤ１０７から出力された励起光と結合された光出力信号となり、内蔵されたＥＤＦ１０２を伝送し、可変減衰器１０９にて信号レベルが減衰されて分岐カプラ１１０から光伝送路へ出力される。
【００３９】
光伝送路へ出力される光出力信号は、分岐カプラ１１０にて分岐され、光伝送路と励起部１１２とへ出力される。励起部１１２へ出力された光出力信号は、ＷＤＭカプラ１０３と励起部１１２とで構成される励起ＬＤを制御する回路で、利得等化装置１００から出力される光出力信号の出力レベルが一定になるように制御される。この制御により、利得等化装置１００から出力される信号レベルは一定値となり、利得等化装置１００よりも後段の伝送特性に影響を及ぼすことはない。
【００４０】
また、光伝送路から利得等化装置１００へ入力された光信号は、分岐カプラ１０１にて分岐され、ＷＤＭカプラ１０３とＢＰＦ１０５とへ出力される。ＢＰＦ１０５へ出力された光信号を用いて、ＢＰＦ１０５、ＰＤ１０６、制御回路１０８および可変減衰器１０９で構成される回路にて可変減衰器１０９での損失（減衰度）が制御される。具体的には、ＢＰＦ１０５にて光信号から制御信号が抽出され、ＰＤ１０６にて制御信号が電気信号へ変換され、制御回路１０８から可変減衰器１０９における減衰度が算出される。そして、算出された減衰度を示す減衰度信号が、制御回路１０８から可変減衰器１０９へ出力され、減衰度信号に基づいて可変減衰器１０９にて光出力信号の信号レベルが減衰される。この結果、上述した利得等化装置１００の出力を一定にするために、可変減衰器１０９の損失が変化すると、利得等化装置１００の内部利得が変化するため、結果として利得等化装置１００の利得傾斜を制御することになる。
【００４１】
可変減衰器１０９の損失（減衰度）制御については、利得等化装置１００より前段の光伝送路の伝送特性が図３に示すように利得の大きな側（利得の増加する側）へ変化している場合、利得等化装置１００の内部利得を小さくするため、可変減衰器１０９の損失が小さくなるように制御する。一方、利得等化装置１００より前段の伝送特性が図３に示すように利得の小さな側（利得の減少する側）へ変化している場合、利得等化装置１００の内部利得を大きくするため、可変減衰器１０９の損失が大きくなるように制御する。このように、光伝送路と逆の特性を与えることで、利得等化装置１００通過後の伝送特性を補償する。
【００４２】
このように、利得等化装置１００は、光伝送路へ配置されるＥＤＦＡと同一の信号帯域で動作するＥＤＦＡを搭載しているため、信号帯域内に互いに異なる複数の利得傾斜変化特性を有している場合であっても、確実に利得傾斜補償を行うことができる。また、利得等化装置１００にＥＤＦＡを内蔵しているため、利得等化器を含む中継スパンを拡大することができる。
【００４３】
本発明の利得等化装置１００は、長距離海底ＷＤＭ伝送システムにおいて、伝送路に配置される海底中継器・海底ケーブルの製造ばらつきにより発生する利得傾斜ずれを補償するために配置される利得等化装置として用いられる。
【符号の説明】
【００４４】
１００    利得等化装置
１０１，１１０    分岐カプラ
１０２    ＥＤＦ
１０３    ＷＤＭカプラ
１０４    アイソレータ
１０５    ＢＰＦ
１０６    ＰＤ
１０７    ＬＤ
１０８，１１１    制御回路
１０９    可変減衰器
１１２    励起部
【図１】
2010165988.tif 000003
【図２】
2010165988.tif 000004
【図３】
2010165988.tif 000005
【図４】
2010165988.tif 000006